化学与资源综合利用

第二节化学与资源综合利用、环境保护一、煤、石油和天然气的综合利用化石燃料：煤、石油和天然气主要能源，重要的化工原料。（1）煤煤由有机物和少量无机盐组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。煤的干馏：将煤隔绝空气加高温使之分解，得到焦炉煤气、煤焦油和焦炭。煤的气化：将其中的有机物转化为可燃气体的过程，主要反应是水煤气煤的液化（直接液化、间接液化）：直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料；间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等。C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）高温（2）天然气主要成份是甲烷。清洁的化石燃料；化工原料用于合成氨和生产甲醇等。（3）石油石油主要由多种碳氢化合物组成的混合物。石油的分馏：利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油的常压蒸馏产品：重油的减压蒸馏产品：石油气C4以下汽油C5~C8煤油C11~C16柴油C15~C18重油C20以上轻质油燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。催化裂化：裂解：催化重整：在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯等。三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维。重要的塑料聚乙烯：用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态烃，以获取有机化工原料，如乙烯等。（见P87方程式）单体高分子聚合物nCH2=CH2[CH2—CH2]n催化剂二、环境保护与绿色化学环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。形成酸雨的主要物质：硫氧化物和氮氧化物。水华、赤潮等水体污染的主要物质：氮、磷过多。绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。原子经济：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。绿色化学示意图反应物生成物生产过程安全的生产工艺提高能源的利用